На суше и на море 1980(20)

ТЕОРИЯ ГЕРНЕТА В СВЕТЕ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

Послесловие

Из предисловия к повести Паустовского «Теория капитана Гернета» читателю известно, что Е. С. Гернет жил в 1927 — 1931 годах в Японии. Именно тогда он и написал книгу «Ледяные лишаи»*, заинтересовавшую наших прославленных писателей К. Г. Паустовского и А. М. Горького.

Кто-то из физиков однажды заметил, что новая научная гипотеза в процессе признания проходит три этапа. Первый: «Какая чушь!» Второй: «Нет, в этом что-то есть». Наконец, третий: «А кто же этого не знает?» Это шутливое, но вместе с тем не лишенное глубокого смысла суждение невольно вспоминается при чтении повести Паустовского. Ведь и теории ее героя — Е. Гернета суждено было пройти все три этапа. Вначале, еще при жизни автора «Ледяных лишаев», его идея вдохновила только писателей, а не ученых, с недоверием отнесшихся к смелой гипотезе, выдвинутой вдобавок каким-то чудаком-капитаном.

Между тем в основе этой теории лежит представление об изменениях климата и оледенении Земли как процессе автоколебаний. По мнению Гернета, распространение ледников вызвано не внешними причинами. Сами ледники, однажды появившись в результате поднятия гор и материков, вызвали охлаждение климата, способствовали собственному распространению. Дальнейшее охлаждение и замерзание Полярного бассейна привело к уменьшению влаги, сокращению осадков и самого оледенения.

В 1955 году в американском научном журнале «Science» появилась статья В. Стокса «Иной взгляд на ледниковый период» **, в которой независимо от Гернета выдвигалась по существу та же гипотеза. Позже два соотечественника Стокса, сотрудники знаменитой Ламонтской геологической обсерватории М. Юинг и В. Донн, выступили в том же издании со статьей «Новая теория ледниковых периодов» ***, где развивались далее положения Стокса. В их изложении теория получила теперь широкую известность под названием теории Юинга и Донна. Начался как бы второй этап в процессе утверждения теории оледенения Земли, некогда впервые выдвинутой капитаном Гернетом.

* В настоящее время книга Е. Гернета готовится к печати в издательстве «Наука».

** Сокращ. перевод см.: Материалы гляциологических исследований. Хроника, обсуждения, вып. 12. М., 1966, с. 285 — 292.

*** Русский перевод см.: Материалы гляциологических исследований. Хроника, обсуждения, вып. 12, с. 292 — 308.

В нашей стране о «Ледяных лишаях» Гернета впервые всерьез заговорили в кругах гляциологов с начала 60-х годов****. Сопоставление его книги со статьями Стокса и Юинга — Донна убеждает в тождественности предполагаемых ими основных причин значительных колебаний климата и оледенения, что выражалось в смене ледниковых и межледниковых эпох на протяжении последнего миллиона лет истории Земли. Но разумеется, изложенную Гернетом еще в 1930 году гипотезу несправедливо связывать с именами Юинга и Донна. Ее следует называть теорией Гернета — Стокса в честь тех, кто первыми выдвинули и развили ее*.

****М. В. Тронов. Проблема развития ледников. Томск, I960, с. 102.

Кроме того, в «Ледяных лишаях» Гернета есть положения, которых не коснулись американские авторы. Между тем они крайне важны: в них дан анализ существенных проблем эволюции климата и оледенения Земли. Это прежде всего объяснение первопричин возникновения ледников и, кроме того, различия в состоянии и истории оледенения северного и южного полушарий.

Основная причина возникновения ледников, по Гернету, — это существование в атмосфере слоя, в котором количество осадков, выпадающих за зиму в виде снега, превышает по объему то, какое способно растаять летом. Этот слой Гернет назвал снегоизбыточным, а нижнюю поверхность его, где снега выпадает столько, сколько стаивает за лето, — нижней снегонулевой поверхностью.

Эти понятия позже были введены в науку академиком СВ. Калесником под названием хионосферы (т. е. снежной сферы) и нижней ее поверхности. Они широко применяются советскими гляциологами. Поднятия земной поверхности (горообразование, или орогенез, повышение и расширение материков, или эпейрогенез), происходившие миллионы лет и продолжающиеся ныне, способствовали вхождению отдельных участков суши в снегоизбыточный слой (хионосферу), что и создало условия для возникновения ледников.

Их образование сопровождается охлаждением воздуха. Это вызвано двумя причинами: увеличивается отражательная способность снежной поверхности, она поглощает меньше солнечного тепла, а температура снега и льда не поднимается выше нуля — точки их таяния. Поэтому после возникновения ледников слой хионосферы над ними понижается, благоприятствуя их расширению.

Различия в оледенении в северном и южном полушариях объясняются особенностями строения земной поверхности. У Южного полюса лежит материк Антарктида, окруженный океаном. Ледники, некогда образовавшиеся в горах Антарктиды, постепенно слились, образовав ледяной материк, который мы знаем теперь. Дойдя до берега моря, лед стал откалываться айсбергами. Их расход уравновешивается за счет выпадающего на поверхность Антарктиды снега. Когда-то образовавшись и заняв весь континент, покровное оледенение Антарктиды сохраняется до наших дней, мало изменяясь в размерах. Антарктический лишай, по Гернету, лишай локализованный, стационарный. У Северного полюса наоборот: Ледовитый океан охвачен кольцом континентов, размерами превышающих Антарктиду.

В северном полушарии оледенение началось с Гренландии. По современным данным, ледники слились здесь в общий покров около двух — трех миллионов лет назад. Оледенению Гренландии способствовало глобальное охлаждение климата, вызванное «ледяным лишаем» Антарктиды. Гернет не знал последовательности этих изменений. Он допускал даже начальное оледенение Гренландии, однако дальнейшие этапы оледенения в северном полушарии излагал правильно.

* П. Чижов. Ледники и климат. — «Природа», 1966,

Рост ледников в Гренландии вызвал охлаждение окружающих ее территорий и акваторий. Гренландские айсберги охлаждали побережья Баффиновой Земли, Лабрадора (где образовывались рефлекторные, как их называл Гернет, «ледяные лишаи») и воды Гольфстрима, что вело к оледенению Скандинавии... Ледники расползались все дальше — на равнины Северной Америки и Восточной Европы. Вся Полярная область превращалась в огромную снежно-ледяную пустыню. Преобладающие в умеренных широтах западные ветры, несущие влагу с Атлантики, проходили из-за оледенения южнее. На большей части обширного ледяного покрова выпадало мало осадков, а продвинувшиеся в низкие широты краевые зоны летом сильно таяли, что вызывало процесс сокращения ледников. Таким образом, в северном полушарии (в отличие от устойчивого оледенения Антарктиды) ледниковые периоды сменялись межледниковыми, когда оледенение сокращалось до размеров, близких к современным...

Нельзя не сказать о предлагавшемся Гернетом проекте уничтожения Гренландского ледяного лишая. Ведь как раз он нашел живейший отклик в душе Паустовского и героев его повести. Теория Гернета обосновывает принципиальную возможность уничтожения льдов Гренландии и возвращения в северное полушарие более мягкого, доледникового (миоценового) климата.

Идея Гернета удалить снег с поверхности Гренландии вполне логична. За этим последует таяние, а потом исчезновение льда и общее смягчение климата. Однако этот проект вызывает определенные возражения. Гернет не учел некоторые существенные обстоятельства. К примеру, если растопить льды Гренландии, уровень Мирового океана повысится на 6,5 метра и будут затоплены крупные города и целые страны. Значит, придется предусматривать обваловывание затопляемых территорий, массовое переселение людей и т. п.

Автор «Ледяных лишаев» тогда не мог иметь в виду и еще одно важное обстоятельство. По данным современной науки, сжигание минерального топлива, увеличение углекислого газа в атмосфере Земли ведут к общему повышению температуры. Угроза эта вполне реальна. Она заставляет думать не об уничтожении, а о сохранении естественных «холодильников» планеты — покрытых снегом и льдом полярных областей...

Основной вклад Гернета в современную науку связан не с проектом улучшения климата высоких широт. Его теория помогла выявить причинно-следственную цепь событий, объясняющую большие ледниково-межледниковые колебания климата. Главные положения этой концепции подтверждаются математическим моделированием с применением теории сложных систем и автоматического регулирования*. Анализ взаимодействий внутри системы «земная поверхность — атмосфера» показал: при постоянстве годового поступления солнечной энергии и наличии двух инерционных звеньев (океан и материковые покровные ледники) система подвергается автоколебаниям, подобным тем, какие, по данным науки, наша планета переживала в далеком прошлом.

Математическое подтверждение обоснованности главных положений теорий Гернета — Стокса позволяет как будто легко отмахнуться от них («А кто же этого не знает?»), что столь естественно на третьем этапе признания научной гипотезы.

Таким образом, суммируя все изложенное, надо признать, что выдвинутая Гернетом полвека назад теория намного предвосхитила тогдашнюю научную мысль.

Современный читатель повести Паустовского не может не отдать должное прозорливости ее автора, который не только вдохновился идеей капитана Гернета изменить климат планеты, но и поверил в научную обоснованность исходных положений теории «ледяных лишаев». Ныне эта теория успешно развивается, и основные ее тезисы, сформулированные Е. Гернетом, а позже В. Стоксом, получают все более широкое признание.

О. П. Чижов,
доктор географических наук

*См. В. Я. Сергин, С. Я. Сергин. Системный анализ проблемы больших колебаний климата и оледенения Земли. Л., Гидрометеоиздат, 1978.